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[教學設計]化學反應速率和限度(第1、2課時)

編輯: 高中學習網 關鍵詞: 高二 來源: 逍遙右腦記憶


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一、教材分析:

 

前面的學習,主要討論了化學反應的兩大特征,物質變化及伴隨發生能量的變化。本節教材則是從另一個角度研究化學反應。探討人類面對具體的化學反應要考慮的兩個基本問題:外界條件對化學反應速速率和化學反應限度的影響。人類要利用和控制利用和控制化學反應,如提高燃料的利用率。本節內容是對前面兩節內容的拓展和延伸,通過學習使學生對化學反應特征的認識更深入,更全面,在頭腦中建立起一個有關化學反應與能量的完整而又合理的知識體系,本節教材是高中化學學習的重點,也是難點。

 

本節教學內容分為兩部分:第一部分,從日常生活中學生熟悉的大量化學現象和化學實驗入手,引出反應速率的概念。在此基礎上又通過實驗探究,總結影響化學反應速率的因素。這部分內容是后面學習化學反應限度概念的基礎。第二部分:在對影響化學反應速率的因素進行實驗探究和總結后,教材又設置新的實驗探究,讓學生發現化學反應限度問題,經過對該問題的再認識,逐步形成了化學反應限度的概念,并以上述觀點為指導去分析和解決實際問題。

 

二、教學設計思路:

 

以培養學生自主獲取新知識的能力為目的來設計教學,采用發現,探究的教學模式,其設計的教學指導思想,是由淺入深,從學生日常生活中的化學現象和實驗中抽象出有關的概念和原理。形成一個由宏觀到微觀、由感性到理性、由簡單到復雜的科學探究過程。

其主要過程設計為:創設情景、引導發現、探索問題→提出新的概念→提出研究題目→組織探究學習活動、收集信息→內化、概括、完善體系→實際應用。

 

在整個教學設計過程中通常我們所需要解決的問題主要有以下幾個:

1.如何創設情景,激發學生的學習興趣。

2.怎樣引導學生自己歸納出化學反應速率的概念。

3.如何設計探究實驗,讓學生通過實驗自己總結出影響化學反應速率的因素。

4.如何引導學生建立化學平衡,及利用化學平衡如何解決實際問題。

 

三、教案

 

課題

第三節   化學反應的速率和限度

教學目標

(一)知識與技能目標

1、使學生了解化學反應速率的概念,知道濃度、溫度和催化劑等條件對化學反應速率的影響,初步了解如何調控化學反應的快慢。

2、使學生了解化學平衡的特征,建立化學平衡的觀點,認識化學反應的進行是有一定限度的,化學平衡是相對的。了解化學平衡的標志及平衡移動

3、通過“認識化學反應的快慢”“催化劑對化學反應速率的影響”等探究活動,培養學生設計半定量實驗方案的能力,以及分析和處理實驗數據的能力。

(二)過程與方法目標

1、通過實驗形成化學反應速率的概念,以及形成影響化學反應速率的因素。

2、通過“聯想·質疑”、“活動·探究”、“交流·研討”、“觀察·思考”等活動,提高學生分析、聯想、類比、遷移以及概括的能力。

(三)情感態度與價值觀目的

1、通過“聯想·質疑”、“活動·探究”、“交流·研討”、“觀察·思考”等活動,激發學生探索未知知識的興趣,讓他們享受到探究未知世界的樂趣。

2、通過“認識化學反應的快慢”,“催化劑對化學反應速率的影響”,“溫度對化學平衡的影響”等實踐活動,培養學生嚴謹認真的科學態度和精神。通過對化工生產資料的學習,培養學生理論聯系實際、勤奮好學的學習熱情。

教學重點

1.化學反應速率的概念

2.影響化學反應速率的因素

3.化學平衡的建立。

教學難點

化學反應速率的概念和化學平衡的建立。

教學方法

分析類比法、實驗探究法、講授法

儀器、用品

實驗2-5:試管架、試管(3支)、燒杯(2支)、木條、火柴、H2O2溶液5%、FeCl3溶液1 mol/L、冷水、熱水(40 ℃)

實驗2-6:試管架、試管(3支)、H2O2溶液5%、FeCl3溶液1 mol/L、MnO2粉末

演示實驗:大理石(塊狀)、1 mol/L的鹽酸溶液與1 mol/L的醋酸溶液

 

第一課時:

教師活動

學生活動

設計意圖

演示實驗:大理石和相同濃度的稀鹽酸和醋酸反應

學生觀察

培養觀察實驗能力

設疑:大理石和相同濃度的稀鹽酸和醋酸反應的現象有什么不同?為什么不同?生活或學習過的化學反應中,哪些反應是較快的、哪些反應進行緩慢?

學生討論思考問題。

培養概括能力

引入新課:從同學們以前所學的化學反應知道,不同的反應有快慢之分,而有些反應需要加熱或使用催化劑,這是為什么呢?這就是我們這節要學習的從一個全新的角度去認識化學反應-化學反應的快慢和限度。

 

引入新課

明確要學習的內容

 

看書圖2-17,學生熟悉的日常生活中的化學反應。

創設情景

一、化學反應速率

(一)、化學反應速率的定性觀察法

 

 

設疑:

1、你了解化學變化過程進行的快慢嗎?

2、反應的快慢與我們有什么關系。

歸納:

1、爆炸快(瞬間完成)

2、金屬生銹以年月計(金屬性質與其存在的環境不同而差異很大)

3、食物腐敗以天計(與溫度關系甚大)

4、離子反應以秒計

5、塑料老化以年計

6、溶洞形成以萬年計,極其緩慢

學生討論后回答:

 

引導發現

小結:1、冒氣泡快慢

2、顏色變化

3、固體量減少

4、渾濁程度

5、溫度變化等

學生掌握

 

引導:

大家看到大理石與強酸和弱酸反應時的快慢差別,那么大家是否考慮過如何來量度化學反應進行快慢呢?大家結合物理上所學的運動速率的含義,閱讀教材再來理解化學反應速率的

學生思考

運用遷移方法

(二)、化學反應速率的定量表示

定義:通常用單位時間內反應物濃度減少和生成物濃度增加量(均取正值)來表示。

聆聽

提出新的概念

公式:=

單位:濃度mol/L

時間min、 s  、h

速率mol/(L·min)  mol/(L·s) 或mol/(L·h)

記憶

掌握公式

例1:化學反應2H2O2=2H2O+O2↑在5 min的時間里H2O2的濃度由3 mol/L減小為0.5 mol/L。求H2O2的化學反應速率?

解:根據公式

    

課堂練習

 

鞏固定義簡單的計算有利于學生對反應速率的認識和理解。

例2:在與O2合成SO3的化學反應里,若在1 min的時間里SO2的物質的量濃度減少了0.5 mol/L求:

①O2和SO3的物質的量濃度的變化是多少?

②SO2、O2、SO3的化學反應速率?

③SO2、O2、SO3的化學反應速率之比?

解:              2SO2  + O2  2SO3

化學計量數之比:  2       1        2

濃度的變化量:0.5 mol/Lc(O2)   c(SO3)

 

課堂練習

能力拓展

計算過程注意事項:

1、 現表示的化學反應速率是平均速率,化學反應涉及反應物、生成物多種,同一反應用不同物質表示的化學反應速率數值可能不同,必須指明用哪一種反應物或哪一種生成物來表示。

2、表示的是物質的量濃度,固態物質和純的液態物質的濃度在一定溫度下是常量,所以反應速率不能表示固態物質或純液態物質.

3、一個化學反應里各物質的化學計量數不一定相同,所以相同時間內各物質的物質的量變化值不一定相同,物質的量濃度的變化量不一定相同,化學反應速率不一定相同,但化學反應速率的比值與化學計量數之比相等

學生記憶

培養分析問題,歸納總結能力

化學反應的快慢主要取決什么?

化學反應的快慢主要由物質本身的性質決定。

思考

明確內因對化學反應的決定作用

(三)、影響化學反應速率的因素

分小組進行課堂探究實驗

實驗2-5(第一組、第二組做)

實驗2-6(第三組、第四組做)

培養合作意識;收信化學事實和信息

 

 

 

現象

結論

熱水

 

 

常溫

 

 

冷水

 

 

 

 

 

 

 

歸納:

1、升高溫度,H2O2分解速率增大,降低溫度,H2O2分解速率減小

 

現象

結論

加入MnO2

 

 

加入FeCl3

 

 

不加其它試劑

 

 

 

 

 

 

 

 

歸納:2、MnO2、FeCl3可以加快H2O2分解的反應速率,起到催化劑的作用。

 

特別觀察MnO2、FeCl3的快慢的對比,“為什么會如此,這又說明了什么?”

分組完成表格:實驗2-5

 

實驗2-6

學生匯報結果

了解溫度、催化劑對化學反應的影響

設疑:

影響化學反應速率的條件,并不只是溫度和催化劑。

1、為什么要將食物存放在溫度低的地方(如電冰箱)?

2、實驗時,通常要將兩種塊狀或顆粒狀的固體藥品研細,并混勻后再進行反應。原因是什么?

3、人們常把固體試劑溶于水配成溶液后再進行化學實驗,原因是什么?

4、實驗室常用約30%左右的硫酸溶液(約3.7 mol/L)與鋅粒反應制取氫氣,當反應進行一段時間后,氣泡變得稀少了(鋅?;褂惺S啵?,如果添加一些適當濃度的硫酸溶液到反應容器中,氣泡又會重新增多起來。原因是什么?

完成思考、討論與交流

 

從感性到理性

歸納:

溫度、固體的表面積、反應物的狀態、溶液的濃度、催化劑、壓強(對有氣體物質的反應)、光波、電磁波、超聲波、溶劑、固體的表面積等。

等都可以影響化學反應的速率。人們可以通過這些因素來調控化學反應速率。

學生記憶

能力拓展

了解催化劑在工業生產中的重要應用。生活中的催化劑你知道有哪些?

 

閱讀教材45-46頁《科學視野》

增加知識面

板書設計(見PPt文件)

 

 

第二課時:

 

教師活動

學生活動

設計意圖

引入:請同學閱讀課本中的“科學史話”,回答問題:是不是所有的化學反應都能進行得很完全呢?

[過渡]正像同學們指出的,有些反應是可以進行得很完全,可還是有很多的反應并不能進行完全。也就是說化學反應存在著一個限度的問題,下面請同學們閱讀課本內容,總結什么樣的化學反應不能進行到底。

閱讀、思考、回答

 

 

 

 

 

提高興趣

 

 

 

 

 

 

二、化學反應的限度

設疑:什么是可逆反應?有什么特征?

(一)、可逆反應:

1、定義:在相同條件下,同時向正、反兩個方向進行的反應稱之為可逆反應。不用 “=”,要用 “” 。

2、特點:反應物在任何情況下,都不能完全轉化為生成物。

回憶

復習鞏固

設疑:

1、H2O可以電解產生H2和O2,而H2在O2中點燃可生成H2O,請問這兩個反應是可逆反應嗎?為什么?

2、你能舉出你了解的可逆反應嗎?

判斷一個反應是否是可逆反應的前提是“在同一條件下”。

如:H2和I2反應生成HI同時HI分解成H2和I2

思考、交流與討論

明晰概念

在化工生產中,為了加快化學反應的速率,人們采取了升高溫度、使用催化劑、增大反應物的濃度、減少固體反應物的顆粒大小等方法,而在實際化工生產中,人們為了追求經濟效益,不僅要縮短反應時間,還要使反應物盡量多地轉化為生成物,所以研究可逆反應的限度就具有十分重要的意義。而化學反應的限度問題實際就是可逆反應中的正反應和逆反應的平衡問題。

聆聽

引入

設疑:

常溫下,在100 g水中加入100 g氯化鈉固體,能否溶解完全(氯化鈉的溶解度小于100 g)?在一定溫度下的氯化鈉的飽和溶液中加入氯化鈉固體能否溶解?

思考

過渡

闡述:

常溫下,在100 g水中溶解的氯化鈉是一定的。一定溫度下的氯化鈉的飽和溶液中加入氯化鈉的固體,固體會溶解同時溶液中的溶質又會析出,但溶液中溶質的質量并沒有變化,只是溶解的速率與結晶的速率相同,而達到溶解結晶平衡。平衡時溶解和結晶的過程并沒有停止,這是一個動態平衡。

設問:一定條件下的可逆反應能否出現正、逆反應速率相等?

聆聽

遷移

(二)、化學平衡

引導學生閱讀課本:課本中的“思考與交流”

1、化學平衡:正反應速率與逆反應速率相等,反應物的濃度與生成物的濃度不再改變,達到一種表面靜止的狀態,稱為“化學平衡狀態”

2、特征:動:動態平衡

等:正反應速率 = 逆反應速率

定:各組分含量固定

思考與交流歸納

引出定義

練習:1、一定溫度下,某一密閉恒容容器內可逆反應

A(g) + 3B(g)  2C(g) 達到平衡的標志是(A).

A、C的生成速率和C的分解速率相等

B、容器內混合氣體的密度不隨時間而變化

C、單位時間內生成n mol A同時生成3n mol B

D、A、B、C的分子數之比為1:3:2

練習

鞏固定義,及時練習及時反饋

3、化學平衡狀態的微觀本質

舉例分析化學反應向”平衡狀態”過渡過程中正反應速率和逆反應速率,反應物和生成物的濃度不再變化進入表面靜止的“平衡狀態”

 

 

 

 

 

闡述:

由圖可知一定條件下,從反應物開始建立的可逆反應,正反應速率逐漸減小,逆反應速率逐漸增大,一段時間后,正、逆反應速率相等,反應速率不再隨時間的變化而變化,反應達到平衡。從逆反應開始也可以嗎?

學生活動形式:小組討論交流.

 

利用直觀的圖,便于學學生理解

4、影響化學反應限度的因素

 

 

改變一些條件,可以改變化學反應速率,那么可不可以通過改變一些條件改變化學平衡狀態呢?下面我們通過幾個實驗來說明這個問題。

決定化學反應限度的因素是:

1、內因:取決于反應物的性質

2、外因:溫度、濃度、壓強等

說明:影響化學反應限度的因素還有其它因素,有興趣的同學可在選修??欏痘Х從υ懟分猩釗胙?。

思考、記憶

 

 

 

 

 

 

 

 

 

掌握知識

三、化學反應條件的控制

 

 

閱讀課本“思考與交流”

1、你看到過建筑物的定向爆破嗎?看圖,你從中得到什么啟示?

2、回憶你在實驗室進行過或觀察過的化學實驗,及在生活中見到過的涉及化學變化的現象或事實,要使反應(包括有利的和有害的)符合或接近人們的期望,你認為可供考慮和探索的條件有哪些?

思考與交流

設置情景

思考與交流

1煤的狀態與煤燃燒的速率有何關系?與煤的充分燃燒有何關系?

2、空氣用量對煤的充分燃燒及熱能利用有什么影響?原因是什么?

3、應選擇什么樣的爐(灶)膛材料?理由是什么?

4、如何充分利用煤燃燒后煙道廢氣中的熱量?

學生討論,思考交流

應用知識

歸納:

提高燃料燃燒效率的措施與意義

1、盡可能使燃料充分燃燒,提高能量的轉化率。

2、盡可能充分地利用燃料燃燒所釋放出的熱能。

聆聽

知識應用

在生產、生活和科研中控制反應條件,促進反應的完成程度以提高原料的利用率或轉化率

掌握,鞏固

 

板書設計(見PPt文件)

 

 

 

四、教學反思:

學生自己動手對自己的推測進行驗證,提高了學生的學習興趣,而且掌握了知識,非常好。對于實驗,考慮到時間的關系,每個小組真正能做的實驗最多兩個,所以很多結論所依據的實驗現象學生并不能親眼看到,也只能相信別人的結論,而少了自主論證的過程,如何來解決這一矛盾呢?這值得我們思考,在今后的教學中再不斷的改進,爭取更好的教學效果。

我們擔心高一課程多,課時少,知識的拓展對教學的進度會很難把握,比如,對于本節課可以拓展的“同一化學反應中各反應物和生成物的化學反應速率之比與化學計量數的關系”這一知識點,要不要在課堂上介紹,不好把握,我們這樣認為,并不一定要在課堂上來完成,完全可以以一道練習的形式拋給學生讓他們在課下進行思考,有興趣的同學應該很快找出規律,這樣既讓拓展了他們的知識,有培養了他們獨立思考的能力,又如:化學平衡移動的影響因素沒有在這深入地學習,其實對于程度較好的學生,用探究實驗的方法得出結論可能對學生學習這部分知識效果會更好。對于程度不理想的學生,若增加這部分內容卻是一負擔。等知識有一定的積累后即在選修中再學習則效果會更好。

 

對于一個本節的重難點“建立化學平衡”先從已學過的溶解結晶平衡認識平衡的特點,從數學的模式,采用直觀的圖示認識平衡,幫助學生建立化學平衡的概念。使抽象的概念學習變得直觀、易懂。對于可逆反應的概念,學生不難理解,但是對于化學平衡狀態的判斷,學生掌握起來較難,我們認為可以通過大量的習題才能解決這個問題。

 


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